In realtà, quello che hai letto sulla produzione di nuclei non è del tutto corretto. Esistono diversi differenti processi mediante i quali vengono prodotti i nuclei atomici:

1. Big Bang nucleosintesis è la fusione dei nuclei di idrogeno per formare elementi più pesanti in le prime fasi dell'universo, quando si è raffreddato dal big bang. Ci sono requisiti termici piuttosto specifici affinché questo processo si verifichi, quindi c'era solo una breve finestra di tempo in cui potevano formarsi elementi più pesanti, il che significa che l'unica fusione che si verificava effettivamente in quantità significative era la conversione dell'idrogeno (e del deuterio) in elio, e una quantità estremamente minuscola di litio.

2. La nucleosintesi stellare è la fusione dell'idrogeno e di altri nuclei nei nuclei delle stelle. Questo è qualcosa di separato dalla cosmologia del big bang, dal momento che le stelle non si sono formate fino a milioni di anni dall'inizio della vita dell'universo.

   Ora, contrariamente a quanto potresti aver letto, non tutti gli elementi sono formati nella nucleosintesi stellare. Ci sono specifiche "catene" di reazioni nucleari che si verificano, e solo gli elementi prodotti da quelle reazioni esisteranno in una stella in quantità apprezzabili. La maggior parte delle stelle produce la propria energia utilizzando la catena protone-protone (nelle stelle più leggere) o il ciclo CNO (nelle stelle più pesanti), che consumano entrambi idrogeno e formano elio. Una volta che la maggior parte dell'idrogeno è stata consumata, la temperatura della stella aumenterà e inizierà a fondere l'elio in carbonio. Quando l'elio si esaurisce, fonderà il carbonio in ossigeno, quindi l'ossigeno in silicio, quindi il silicio in ferro. (Ovviamente il processo effettivo è più complicato - vedere gli articoli di Wikipedia per i dettagli.) Molti altri elementi vengono prodotti o coinvolti lungo il percorso, inclusi neon, magnesio, fosforo e altri, ma il litio non è tra questi. In effetti, le stelle hanno la tendenza a consumare litio, invece di produrlo, quindi le stelle in realtà tendono ad avere solo piccole quantità di litio.

3. Nucleosintesi della supernova è la fusione di nuclei atomici dovuta alle condizioni di alta pressione e alta energia che si verificano quando una grande stella esplode in una supernova di tipo II. Ci sono alcune somiglianze tra questa e la nucleosintesi del big bang, vale a dire le alte temperature e pressioni, ma la differenza principale è che una stella che esplode avrà "riserve" di elementi pesanti accumulati da una vita di fusione nucleare. Quindi, invece di formare solo molto elio come è avvenuto subito dopo il big bang, una supernova formerà un intero spettro di elementi pesanti. Infatti le supernove sono l'unica fonte naturale di elementi più pesanti del ferro, poiché in realtà richiede un input di energia per produrre quegli elementi come prodotti di fusione. Credo che una certa quantità di litio si formerebbe in una supernova insieme a tutti gli altri elementi, ma poiché una grande stella avrebbe esaurito il suo idrogeno ed elio nella regione centrale dove si svolge la maggior parte dell'azione, il litio probabilmente non è particolarmente prodotto di reazione comune.

La parola chiave in quello che hai sentito è "disponibile" perché c'è abbastanza litio nella terra che non è così facile da ottenere. La nozione di "litio disponibile" probabilmente significa riserve di terra note, che secondo questa pagina ammontano a 14 milioni di tonnellate.

La quantità disciolta nell'acqua di mare è stimata in 230 miliardi di tonnellate ( che è sufficiente per molte batterie). L'estrazione dell'acqua di mare non sembra ancora essere economicamente praticabile, ma le persone lo stanno studiando.

La concentrazione stimata di litio nella crosta terrestre varia da 1 a 31 ppm, quindi se scaviamo l'intera crosta, noi ' Otterrò tra 20 e 600 trilioni di tonnellate. In altre parole, se la nostra civiltà fosse mai arrivata a un punto in cui avessimo davvero bisogno di molto litio, non dovremmo andare troppo lontano per trovarlo.

Questo è un piccolo complemento alle risposte di David e Scott

Come al solito la pagina di Wikipedia su Lithium contiene informazioni utili:

Entrambi gli isotopi naturali hanno un'energia di legame nucleare per nucleone anomalamente bassa rispetto ai successivi elementi più leggeri e più pesanti, l'elio e il berillio, il che significa che da solo tra gli elementi leggeri stabili, il litio può produrre energia netta attraverso la fissione nucleare. I due nuclei di litio hanno energie di legame per nucleone inferiori rispetto a qualsiasi altro nuclide composto stabile diverso dal deuterio e dall'elio-3. Di conseguenza, sebbene molto leggero in peso atomico, il litio è meno comune nel sistema solare di 25 dei primi 32 elementi chimici.

[...]

⁷Li è uno degli elementi primordiali (o, più propriamente, nuclidi primordiali) prodotti nella nucleosintesi del Big Bang. Una piccola quantità di ⁶Li e ⁷Li è prodotta nelle stelle, ma si pensa che venga bruciata alla stessa velocità con cui vengono prodotti. Piccole quantità aggiuntive di litio di ⁶Li e ⁷Li possono essere generate dal vento solare, raggi cosmici che colpiscono atomi più pesanti e dal primo sistema solare ⁷Be e ¹⁰Be decadimento radioattivo.

Quindi, fondamentalmente, litio è (a malapena) prodotto come vi ha detto David Zaslavsky nella sua risposta, e il motivo per cui la produzione è bassa perché il litio è a malapena stabile.

Ma come dice @Scott Carnahan nella sua risposta, il concetto di scarsità di litio è legato alla sua ripartizione sulla terra. E il motivo per cui è difficile da ottenere è in definitiva la sua elevata reattività chimica, il che significa che è praticamente diluito ovunque e raramente è concentrato in depositi facili da estrarre. Sulla stessa pagina di wikipedia come sopra, dicono:

Sebbene il litio sia ampiamente distribuito sulla Terra, non si trova naturalmente in forma elementare a causa della sua elevata reattività.

[...]

Secondo il Manuale del litio e del calcio naturale, "il litio è un elemento relativamente raro, sebbene si trovi in ​​molte rocce e alcune salamoie, ma sempre in concentrazioni molto basse. Esiste un numero piuttosto elevato sia di minerali di litio che di depositi di salamoia, ma solo relativamente pochi di essi hanno un valore commerciale effettivo o potenziale. Molti sono molto piccoli, altri hanno un grado troppo basso. "

Lo affronterò in modo leggermente diverso. L'abbondanza di Li nel sistema solare e nella crosta terrestre è bassa rispetto ad elementi come carbonio, ossigeno, silicio e ferro.

Il litio del sistema solare è creato in parte (solo il 10%) dalla nucleosintesi primordiale, un po 'da reazioni di spallazione dei raggi cosmici sui nuclei nel mezzo interstellare, ma principalmente all'interno di stelle asintotiche di branca gigante (AGB) di massa relativamente bassa e in nova outburst (ad esempio Prantzos 2012). Il principale meccanismo di reazione è la fusione di elio-4 ed elio-3 per produrre berillio-7. Questo quindi subisce la cattura di elettroni al litio-7.

Anche se c'è abbondanza di elio-4 all'interno delle stelle, non c'è davvero molto elio-3, tranne dove viene prodotto in nuclei / gusci che bruciano idrogeno, ma queste regioni sono anche abbastanza calde da distruggere rapidamente il litio-7 attraverso la cattura del protone nei nuclei di elio-4 . Quindi sono necessarie condizioni speciali in cui il materiale ricco di Be dal nucleo / guscio viene mescolato verso l'alto e subisce la cattura di elettroni in regioni sufficientemente fredde da consentire al Li di sopravvivere ( Cameron & Fowler 1971). Questo può accadere in stelle AGB "che bruciano il fondo caldo" con masse di circa $ 4<M / M _ {\ odot} <8 $, che sono sottoposte a combustione H e He per un po 'di tempo (ad esempio Garcia-Hernandez et al. 2013). L'involucro convettivo arriva fino al guscio che brucia H, trascina materiale ricco di Be, che poi diventa Li-7. Il processo è di efficienza limitata, poiché la stessa convezione richiede di nuovo molto del Li-7 per essere bruciato. Quindi, sebbene le stelle AGB possano soffiare in modo efficiente nello spazio materiale arricchito attraverso i loro enormi venti, il materiale non è quello arricchito con Li.

Il meccanismo di Cameron & Fowler può avvenire anche in caso di novae, esplosioni quando la materia viene trasferita da un compagno sulla superficie di una nana bianca ed esplode. Il materiale accumulato deve contenere elio-3, quindi deve provenire anche da regioni in cui si è verificata una combustione dell'idrogeno incompleta. L'espulsione rapida ed esplosiva di un proiettile ricco di Be si traduce quindi in un arricchimento dell'ISM con Li-7. Si scopre che le condizioni speciali richieste per accumulare materiale con molto He-3 non si traducono in una produzione di Li sufficiente per aumentare le abbondanze di Li del mezzo interstellare oltre quello che vediamo.

Ma penso che la spinta principale di la domanda è: perché il Li non è prodotto solo da una sorta di reazione di fusione, come l'elio o il carbonio?

La risposta è che lo è! Ad esempio, Li-7 viene prodotto come parte del ramo PPII della catena pp, a temperature comprese tra $ 1,4 \ times10 ^ 7 $ K e $ 2,3 \ volte 10 ^ {7} $ K. Ma a queste temperature il Li-7 viene rapidamente fuso con un protone per formare due nuclei He-4.

Quindi il problema di base è che negli interni stellari, Li-7 viene bruciato a temperature superiori a $ 3 \ volte 10 ^ { 6} $ K, ma tutte le reazioni di fusione che producono Li (o elementi più pesanti di Li) richiedono temperature molto più alte di questa.

L'errore comune alla base di questa affermazione è che il litio è visto come un carburante che viene consumato e scartato. Dopo tutto, è così che funziona il petrolio. Non c'è abbastanza litio economico per questo. Ma come l'acciaio, il litio verrà riciclato ..

Il litio è più abbondante nella crosta terrestre del piombo. Tuttavia, è più reattivo di tali metalli e meno abbondante di altri metalli reattivi come il sodio. Per questo motivo non tende ad accumularsi in ricchi depositi geologici in una forma che ne facilita l'estrazione. La sua leggerezza può essere un altro fattore.

I metalli reattivi come il litio possono formare sali che si dissolvono in acqua. Questi vengono poi lasciati nei depositi quando le aree chiuse d'acqua si prosciugano. Il litio è 1000 volte meno abbondante nella crosta terrestre rispetto ad altri metalli reattivi come sodio, calcio e potassio, quindi si trova ancora solo in quantità relativamente piccole in tali depositi.

Tuttavia, alcuni composti di litio sono sufficientemente solubile che è presente in alcuni depositi marini prosciugati. Si dice che circa la metà del litio accessibile sulla Terra si trovi sotto il dolce boliviano e se estrarlo in futuro diventerà importante quanto l'estrazione di petrolio ora, allora non è probabile che ci sia una così grande carenza.

Secondo questa storia di NPR, non c'è carenza di litio per le batterie:

"Non conosco nessuna persona seria nel settore automobilistico o nell'industria del litio che credeva che esistesse un serio problema di approvvigionamento a lungo termine ", afferma. "In effetti, per i prossimi 10 anni ci sarà probabilmente un eccesso di offerta di litio perché così tante aziende sono entrate nel mercato".

E a differenza dell'impatto dell'estrazione di altre risorse naturali, concentrare il litio è un processo "rispettoso dell'ambiente", afferma Fletcher. "L'impatto è minimo quanto quello minerario. In realtà stanno solo pompando acqua ... e non ci sono sostanze chimiche tossiche in una batteria agli ioni di litio."